(57)【要約】【課題】  車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さくなるギア段に変速したとき、アクセルペダルが略全開まで踏み込まれて最大駆動力と走行抵抗とが釣り合って一定車速となった場合、必要な加速が得られるようにする自動変速制御装置を提供する。【解決手段】  車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断されるギア段に変速する基本制御手段９ａ、Ｓ２４〜Ｓ２６と、該基本制御手段９ａ、Ｓ２４〜Ｓ２６により変速された現ギア段Ｎにて、アクセル開度が所定開度以上で且つ車速の変化が所定値以下の状態が所定時間以上継続したとき、上記現ギア段Ｎ以外のギア段を上記基本制御手段９ａ、Ｓ２４〜Ｓ２６の変速対象ギア段とする補正制御手段９ｂ、Ｓ２２、Ｓ２３とを備えたもの。【選択図】  図４
2005265147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断されるギア段に変速する基本制御手段と、
該基本制御手段により変速された現ギア段にて、アクセル開度が所定開度以上で且つ車速の変化が所定値以下の状態が所定時間以上継続したとき、
上記現ギア段以外のギア段を上記基本制御手段の変速対象ギア段とする補正制御手段と  を備えたことを特徴とする自動変速制御装置。
【請求項２】
車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断されるギア段に変速する基本制御手段と、
該基本制御手段により変速された現ギア段にて、アクセル開度が所定開度以上で且つ車速の変化が所定値以下の状態が所定時間以上継続したとき、
上記現ギア段の燃料消費率を仮想的に最大値に置換し、上記基本制御手段に現ギア段の燃料消費率が他のギア段よりも大きいと判断させる補正制御手段と
を備えたことを特徴とする自動変速制御装置。
【請求項３】
車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断されるギア段に変速する基本制御手段と、
該基本制御手段により変速された現ギア段にて、アクセル開度が所定開度以上で且つ車速の変化が所定値以下の状態が所定時間以上継続したとき、
上記基本制御手段による変速制御に優先させて、現ギア段から１段シフトダウンする補正制御手段と
を備えたことを特徴とする自動変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の失速を防止しつつ燃料消費率が最も小さくなるギア段に変速制御する自動変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の変速機の自動変速制御装置として、変速機のギア段を、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さくなるギア段に変速する低燃費モードと称される変速制御を実行するものが種々提案されており（例えば特許文献１、２等）、本発明者は、この種の自動変速制御装置として、以下に述べるものを開発している。
【０００３】
この自動変速制御装置は、図５に示すように、エンジンの等燃費マップＡ、最大トルク線図Ｂ及び等馬力線図Ｃを用い、車両の失速を防止しつつ燃料消費率が最も小さくなるギア段に変速制御するものである。図中、横軸はエンジン回転速度（ｒｐｍ）であり、縦軸はトルクに相当する正味平均有効圧力Ｐｍｅである。等燃費マップＡは、同一ライン上であれば燃料消費率ＳＦＣが同じであることを意味し、内側のラインに近づくほど燃費が向上し、逆に外側のラインに近づくほど燃費が悪化する。最大トルク線図Ｂは、アクセルペダルが略全開とされたときエンジンが発揮する最大トルクを示す。
【０００４】
等馬力線図Ｃは、現在エンジンが発生しているトルクに基づいて、現在の車両の運転状態を維持するため、即ち現在の状態で定常走行するために最低限必要な必要トルクを求め、この必要トルクに現在のエンジン回転速度を掛けて必要馬力を求め、この必要馬力に基づいて作成される。詳しくは、上記必要馬力を求めた後、現在のギア段に対する各ギア段でのエンジン回転速度を各ギア段のギア比に基づいて算出し、上記必要馬力をこれら各ギア段でのエンジン回転速度で夫々除して各ギア段での必要トルクを求め、各ギア段での必要トルクとエンジン回転速度のプロット点を繋いで等馬力線図Ｃを求める。
【０００５】
そして、等馬力線図Ｃ上の各ギア段のうち、変速後の必要トルクが最大トルク以下となるギア段のみを変速可能なギア段として選定する。変速後の必要トルクが最大トルクよりも大きいと、変速後に車両が失速してしまうからである。そして、選定されたギア段の中で最も燃料消費率が小さいギア段を目標ギア段として特定し、このギア段に変速する。これにより、車両が失速しない範囲で、燃料消費率が最も小さくなるギア段に変速されることになる。
【０００６】
図例では、変速可能なギア段として、Ｎ段とＮ−１段とＮ−２段が選定され、これらのなかで燃料消費率が最も小さいＮ段に変速される。
【０００７】
【特許文献１】特公平５−１４１３３号公報
【特許文献２】特許第３４６０５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、図例のように、変速後のギア段（Ｎ段）における必要トルクが最大トルクと等しくなる場合、すなわち現在の運転状態を維持して失速を防止するために必要な必要トルクが、アクセルペダルが略全開まで踏み込まれて発生する最大トルクと等しくなる場合には、次の問題が生じる。すなわち、この場合、余裕駆動力（最大トルク−必要トルク）が零となり、且つ必要トルクが最大トルク以上であれば現ギア段では失速するためシフトダウンされるものの、必要トルクと最大トルクが等しいためかかるシフトダウンもなされない。よって、このとき車両は、アクセルペダルが略全開であるにも拘わらず変速されることなく一定速度で走行を続け、ドライブフィーリングが悪化する。
【０００９】
この状況は、平坦路で上記低燃費モードによって変速（シフトアップ）されたギア段における余裕駆動力がある程度存在する状態で、登坂路に差し掛かって走行抵抗が大きくなり、運転者が車両の減速を嫌ってアクセルペダルを略全開まで踏み込むときに生じ得る。すなわち、ギア段と登坂勾配等の関係で、アクセルペダル略全開での駆動力（最大トルク）と走行抵抗（必要トルク）が釣り合う状況が発生すると、アクセルペダルを略全開まで踏み込んでいても、加速せず変速もしない状況が生じるのである。これにより、特に低車速でのドライブフィーリングが悪化する。
【００１０】
本発明の目的は、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さくなるギア段に変速したとき、アクセルペダルが略全開まで踏み込まれて最大駆動力と走行抵抗とが釣り合って一定車速となった場合、必要な加速が得られるようにする自動変速制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断されるギア段に変速する基本制御手段と、該基本制御手段により変速された現ギア段にて、アクセル開度が所定開度以上で且つ車速の変化が所定値以下の状態が所定時間以上継続したとき、上記現ギア段以外のギア段を上記基本制御手段の変速対象ギア段とする補正制御手段とを備えたものである。
【００１２】
また、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断されるギア段に変速する基本制御手段と、該基本制御手段により変速された現ギア段にて、アクセル開度が所定開度以上で且つ車速の変化が所定値以下の状態が所定時間以上継続したとき、上記現ギア段の燃料消費率を仮想的に最大値に置換し、上記基本制御手段に現ギア段の燃料消費率が他のギア段よりも大きいと判断させる補正制御手段とを備えたものである。
【００１３】
また、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断されるギア段に変速する基本制御手段と、該基本制御手段により変速された現ギア段にて、アクセル開度が所定開度以上で且つ車速の変化が所定値以下の状態が所定時間以上継続したとき、上記基本制御手段による変速制御に優先させて、現ギア段から１段シフトダウンする補正制御手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さくなるギア段に変速したとき、アクセルペダルが略全開まで踏み込まれて最大駆動力と走行抵抗とが釣り合って一定車速となった場合、必要な加速が得られるように変速制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
【００１６】
図１は、本実施例に係る車両の自動変速制御装置の概略図である。
【００１７】
本実施例の自動変速制御装置はディーゼルエンジン１にクラッチ２を介して連結された多段変速機３（ここでは前進１２段変速機）を自動変速制御するものである。
【００１８】
エンジン１はエンジン制御手段（ＥＣＵ）６によって制御される。ＥＣＵ６は基本的には、エンジン１の回転速度ｒｐｍを検出するエンジン回転センサ７と、アクセルペダル５の開度を検出するアクセル開度センサ８との出力から実際のエンジン回転速度及びアクセル開度（エンジン負荷）を読取り、主にこれらに基づいて燃料噴射量及び燃料噴射時期（エンジン出力）を制御する。
【００１９】
クラッチ２及び変速機３は、ＴＭＣＵ（基本制御手段）９によって自動制御される。ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能となっている。
【００２０】
クラッチ２にはクラッチアクチュエータ１０が設けられ、ＴＭＣＵ９はこのクラッチアクチュエータ１０に信号を出力し、クラッチアクチュエータ１０を介してクラッチ２を断接制御する。なお、本実施例では、クラッチ２はクラッチペダル１１によるマニュアル断接も可能となっている。
【００２１】
また、変速機３にはギアシフトユニット（ＧＳＵ）１２が設けられ、ＴＭＣＵ９はこのＧＳＵ１２に信号を出力し、ＧＳＵ１２を介して変速機３を変速制御する。変速機３には、そのギアポジションを検出するためのギアポジションセンサ２３が設けられ、ギアポジションセンサ２３の検出値はＴＭＣＵ９に送信される。
【００２２】
変速機３を変速する際には、ＴＭＣＵ９はまずクラッチアクチュエータ１０に信号を出力してクラッチ２を断し、次いでＧＳＵ１２に信号を出力して変速機３の変速操作（ギア抜き、ギアイン）を実行し、変速操作が完了したならば、クラッチ２を接続する。なお、本実施例では、変速機３はシフトチェンジ手段２９によるマニュアル変速もできるようになっている。
【００２３】
さて、上記ＴＭＣＵ９は、本実施形態の特徴となる構成要素であり、低燃費モードにおいて作動する基本制御手段９ａ及び補正制御手段９ｂを備えている。
【００２４】
基本制御手段９ａは、現在の車両の運転状態を維持しつつ、即ち車両が失速しない範囲で、燃料消費率が最も小さいと判断されるギア段に変速するものである。基本制御手段９ａによる変速制御は、図５を用いて上述したものと同様であるので、詳しい説明は省略するが概要を述べると次の通りである。
【００２５】
すなわち、図５に示す等燃費マップＡ、最大トルク線図Ｂ及び等馬力線図Ｃを用い、等馬力線図Ｃ上のギア段の中から最大トルクが必要トルクよりも大きいものを選定し、これらの中から燃料消費率が最小のギア段を目標ギア段として特定し、この目標ギア段に変速する。これにより、車両が失速しない範囲で、燃料消費率が最も小さくなるギア段に変速される。
【００２６】
補正制御手段９ｂは、基本制御手段９ａにより変速された現ギア段にて、アクセル開度が所定開度以上で且つ車速の変化が所定値以下の状態が所定時間以上継続したとき、上記現ギア段以外のギア段を上記基本制御手段９ａの変速対象ギア段とするものである。
【００２７】
この補正制御手段９ｂ及び上記基本制御手段９ａによれば、次のような変速制御がなされる。すなわち、現ギア段すなわち車両が失速しない範囲で最も低燃費となるギア段にて、車両の走行抵抗（必要トルク）とアクセルペダル略全開時の最大駆動力（最大トルク）が釣り合って一定車速となった場合には、補正制御手段９ｂによって現ギア段以外のギア段が基本制御手段９ａの変速対象ギア段とされるため、基本制御手段９ａによって、現ギア段から、現ギア段の次に燃費のよいギア段で且つ車両が失速しないギア段に変速（シフトダウン）される。
【００２８】
このギア段では、現ギア段より多少燃費が劣るものの、余裕駆動力（最大トルク−必要トルク）が存在するため、加速意思すなわちアクセルペダルの踏み込みに応じた加速が可能となり、ドライブフィーリングが向上する。
【００２９】
これら基本制御手段９ａ及び補正制御手段９ｂによる低燃費モードにおける変速制御は、図２〜図４に示すフローチャートに基づいて行われる。
【００３０】
図２は、上記所定時間をカウントする加減速タイマーについてのフローチャートである。
【００３１】
ステップＳ１では、現ギア段が目標ギア段（上記基本制御手段９ａにより特定されたギア段）であるか判断される。ノーならば、低燃費モードではないため、ステップＳ８に向かい、タイマーが零にされる。イエスならば、低燃費モードであるので、ステップＳ２に向かう。
【００３２】
ステップＳ２では、アクセル開度が所定開度（例えば９０％）を超えているか判断される。ノーならばエンジンが最大トルクを発揮しておらず、図５のＮ段のように最大トルク（駆動力）と必要トルク（走行抵抗）が釣り合う状況とはなり得ないため、ステップＳ８に向かい、タイマーが零にされる。イエスならば、上記状況が成立し得るため、ステップＳ３に向かう。
【００３３】
ステップＳ３では、１秒当たりの車速の変動ａが、車速センサ等の検出値に基づいて算出され、ステップＳ４に向かう。
【００３４】
ステップＳ４では、車速変動ａが所定値（例えば０．５ｋｍ／ｈ）未満か判断される。ノーならば、車両の走行抵抗と駆動力が釣り合っておらず、余裕駆動力が残された状態であるので、ステップＳ８に向かい、タイマーが零にされる。イエスならば、走行抵抗と駆動力が略釣り合って、図５のＮ段の状態となっているため、ステップＳ５に向かう。
【００３５】
ステップＳ５では、エンジン回転速度（ｒｐｍ）が所定回転速度（例えば９００ｒｐｍ）未満か判断される。ノーならば、すなわちエンジン回転速度が９００ｒｐｍ以上の場合にはステップＳ８に向かい、タイマーが零にされる。エンジン回転速度が９００ｒｐｍ以上の場合にステップＳ７でタイマーをインクリメントして後述のシフトダウンを行うと、燃費の悪化が顕著となるからである。イエスならば、すなわちエンジン回転速度が９００ｒｐｍ未満ならば、シフトダウンに伴う燃費悪化が顕著とならないため、ステップＳ６に向かう。
【００３６】
ステップＳ６では、車速が所定車速（例えば５０ｋｍ／ｈ）未満か判断される。ノーならば、すなわち車速が５０ｋｍ／ｈ以上の場合にはステップＳ８に向かい、タイマーが零にされる。車速が５０ｋｍ／ｈ以上の場合に後述のシフトダウンを行うと、燃費の悪化が顕著となるからである。イエスならば、すなわち車速が５０ｋｍ／ｈ未満の場合には、シフトダウンに伴う燃費悪化が顕著とならないため、ステップＳ７に向かう。
【００３７】
ステップＳ７では、タイマーをインクリメント（加算）する。
【００３８】
このように、基本制御手段９ａによる低燃費モードが実行されており（ステップＳ１）、加速の意思があって最大駆動力を発揮し得る状況にあり（ステップＳ２）、走行抵抗と最大駆動力が釣り合っており（ステップＳ３、Ｓ４）、エンジン回転速度が９００ｒｐｍ未満で（ステップＳ５）、車速が５０ｋｍ／ｈ未満（ステップＳ６）の条件を全て満たしたとき、タイマーの時間カウントが継続される。
【００３９】
なお、ステップＳ７より上流側に、現ギア段が所定ギア段以上のときにはステップＳ８に向かい、現ギア段が所定ギア段未満のときにステップＳ７に向かう判断手段を追加してもよい。所定ギア段以上の高速側のギア段で後述のシフトダウンを行うと燃費の悪化が顕著となるため、所定ギア段未満の低速側のギア段でのみ後述のシフトダウンを行わせるためである。
【００４０】
また、上記所定開度９０％、所定値０．５ｋｍ／ｈ、所定回転速度９００ｒｐｍ、所定車速５０ｋｍ／ｈは、全て例示であり、これらの数値に限定されるものではない。
【００４１】
次に、図３は、車両の走行状態に応じて変速対象ギア段を選定するフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ１１では、上記タイマーの時間カウントが所定時間（例えば３秒）を超えるか判断される。イエスならば、運転者に加速の意思がありながら走行抵抗と最大トルクが釣り合っており、加速不能となって略等速走行となっている時間が３秒を超えて継続し、ドライブフィーリングが悪化しているため、ステップＳ１２に向かう。
【００４３】
ステップＳ１２では、加速を実現するためのシフトダウンを許容するために、変速対象ギアを現ギア段−１〜現ギア段とする。ここで、現ギア段−２以下の低速側のギア段を変速対象ギア段から外した理由は、一般にシフトダウンのギア段数が低速側のギア段に下がるほど燃料消費率が悪化するため、燃費の悪化が顕著となることを回避するためである。但し、現ギア段−２以下の低速側のギア段でも燃料消費率がそれ程悪化しない特性のエンジンでは、変速対象ギアを発進ギア段〜現ギア段とする。
【００４４】
ステップＳ１１でノーならば、すなわち走行抵抗（必要トルク）と最大駆動力（最大トルク）が釣り合って略等速走行となっている時間が３秒以下のとき、ステップＳ１３に向かう。ステップＳ１３では、車両が減速しているか判断される。ノーならば、即ち、車両が加速中ならば、ステップＳ１４に向かう。ステップＳ１４では、シフトアップを許容するために、変速対象ギアを現ギア段〜最高ギア段とする。
【００４５】
ステップＳ１３でイエスならば、すなわち車両が減速中ならば、ステップＳ１５に向かう。ステップＳ１５では、シフトダウンを許容するために、変速対象ギアを発進ギア段〜現ギア段とする。
【００４６】
以上により、運転者に加速の意思がありながら最大トルクと必要トルクが釣り合って略等速走行となっている時間が３秒を超えて継続しているときには、変速対象ギア段が現ギア段−１〜現ギア段となり（ステップＳ１２）、加速中のときには変速対象ギア段が現ギア段〜最高ギア段となり（ステップＳ１４）、減速中のときには変速対象ギア段が発進ギア段〜現ギア段となる（ステップＳ１５）。
【００４７】
なお、上記所定時間３秒は例示であり、この数値に限定されるものではない。
【００４８】
次に、図４は、選定された変速対象ギア段の中から目標ギア段を特定するフローチャートである。
【００４９】
ステップＳ２１では、図３のステップＳ１２、Ｓ１４又はＳ１５で選定した各変速対象ギア段のうち、車両が失速しないギア段での燃料消費率ＳＦＣを、図５に示す等燃費マップＡ、最大トルク線図Ｂ及び等馬力線図Ｃにより求める。
【００５０】
ステップＳ２２では、図２のフローチャートにしたがってインクリメントされたタイマーの時間カウントが所定時間（例えば３秒）を超えるか判断される。イエスならば、運転者に加速の意思がありながら最大トルクと必要トルクが釣り合って略等速走行となっている時間が３秒を超えて継続し、ドライブフィーリングが悪化しているため、ステップＳ２３に向かう。このとき、図３ではステップＳ１１がイエスとなるので、ステップＳ１２に流れ、変速対象ギアが現ギア段−１〜現ギア段とされる。
【００５１】
図４に戻ってステップＳ２３では、現ギア段の燃料消費率を仮想的に最大値にする。そして、ステップＳ２４に向かう。ステップＳ２４では、燃料消費率が最小となるギア段が複数あるか判断する。上述のように、ステップＳ２２がイエスの場合には、現ギア段の燃料消費率はステップＳ２３によって仮想的に最大値にされているので、変速対象ギアである現ギア段−１〜現ギア段のうち、燃料消費率が最小となるギア段は現ギア段−１が唯一となる。
【００５２】
よって、ステップＳ２６において、目標ギア段を現ギア段−１とする。これにより、図５のＮ段の状態から、１段シフトダウンされてＮ−１段となるので、余裕駆動力が生じ、アクセルペダルの踏み込みに応じた加速が可能となり、燃費は若干犠牲になるもののドライブフィーリングが向上する。
【００５３】
他方、ステップＳ２２でノーの場合、図３ではステップＳ１１がノーとなってステップＳ１３へと流れ、変速対象ギヤが現ギア段〜最高ギア段（ステップＳ１４）、又は発進ギア段〜現ギア段（ステップＳ１５）とされる。そして、この場合、図４においては、ステップＳ２３をバイパスしてステップＳ２４に向かう。
【００５４】
ステップＳ２４では、燃料消費率が最小となるギア段が複数あるか判断され、イエスならばステップＳ２５において、複数ギア段のうち最も高速側のギア段が目標ギア段とされ、ノーならばステップＳ２６において、唯一の燃費最小ギア段が目標ギア段とされる。これにより、車両の失速を防止しつつ最も燃費がよいギア段に変速されることになる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、低燃費モードにおいて、最も低燃費となるギア段にて最大駆動力（最大トルク）と走行抵抗（必要トルク）とが釣り合って加速意思があるにも拘わらず加速不能となった状態が所定時間（例えば３秒）継続したとき、１段シフトダウンして加速を可能にしてドライブフィーリングを向上させている。また、低燃費モードにおいて、前述した状態以外の場合には、車両が失速しない範囲で最も低燃費となるギア段に変速制御することで、低燃費を達成している。
【００５６】
図例では、ステップＳ２２、Ｓ２３が特許請求の範囲の補正制御手段に相当し、ステップＳ２４〜Ｓ２６が基本制御手段に相当する。
【００５７】
なお、ＴＭＣＵ９は、常に低燃費モードに従って変速を行うものに限定されない。例えば、通常時には、エンジン回転速度とアクセル開度に基づいて各ギア段の範囲を定めたマップに基づき変速機３を変速制御し、所定の条件が成立したとき（例えば運転者が低燃費モードのスイッチをオンしたとき等）のみ低燃費モードに従った変速制御を行うものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例に係る自動変速制御装置の概略図である。
【図２】加減速タイマーの決定についてのフローチャートである。
【図３】変速ギア段の決定についてのフローチャートである。
【図４】目標ギア段の決定についてのフローチャートである。
【図５】等燃費マップＡ、最大トルク線図Ｂ及び等馬力線図Ｃを示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  エンジン
２  クラッチ
３  変速機
５  アクセルペダル
６  ＥＣＵ
７  エンジン回転センサ
８  アクセルペダル開度センサ
９  ＴＭＣＵ
９ａ、Ｓ２４〜Ｓ２６  基本制御手段
９ｂ、Ｓ２２、Ｓ２３  補正制御手段
Ｎ  現ギア段
Ａ  等燃費マップ
Ｂ  最大トルク線図
Ｃ  等馬力線図
【図１】
2005265147.tif 000003
【図２】
2005265147.tif 000004
【図３】
2005265147.tif 000005
【図４】
2005265147.tif 000006
【図５】
2005265147.tif 000007